高中物理实验探究加速度与力质量的关系PPT精选文档

1.第4章，第2节，实验理论指导，经典问题案例分析，知识和能力练习提高，问题1，2，3，1。实验目的(1)学会用控制变量的方法探索物理规律。(2)探索加速度与力和质量的关系。第二，实验原理控制变量法：当探究加速度、力和质量之间的关系时，让一个量保持不变，探究另外两个量之间的关系。(1)探索加速度与力之间关系的基本思路是保持物体质量不变，测量物体在不同力作用下的加速度，分析加速度与力之间的关系。(2)探索加速度与质量关系的基本思路是保持物体上的力不变，测量不同质量物体在力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。(3)实验方案：本实验测量三个物理量：物体加速度、物体受力和物体质量。质量是用天平测量的，所以这个实验要解决的主要问题是如何测量物体上的加速度和力。(1)如何测量(或比较)物体的加速度：在移动的物体上安装一个通过打点计时器的纸带，并根据纸带上打孔的点来测量加速度。在这个实验中，加速度和其他变量之间的比例关系也可以测量。它足以测量物体在不同条件下(即不同的力和不同的质量)的加速度比。(2)如何提供和测量物体上的恒力：设计的实验装置如图4-2-1所示。图4-2-1，对这个实验中的力的理解：除了在真空中投掷或落下的物体(仅通过重力)，只受到一个力的物体几乎不存在。然而，单一力的效果与具有相同大小和方向的合力的效果相同。因此，力F在实验中的含义可以是物体所受的合力。平衡摩擦力：如图4-2-1所示，纸带通过打点计时器。为了消除摩擦力对小车的影响，可以稍微抬起板的无滑轮端，小车的重力分力可以用来抵消它所受到的摩擦力，直到小车可以在板上以恒定的速度移动而不会悬挂重物。当悬挂重物时，只要重物的质量远小于手推车的质量，我们就可以近似地认为托盘的重力和重量等于手推车的合力。增加或减少托盘中的重量可以改变台车上的合力。3、实验设备打点计时器、纸带、复写纸、汽车、一端带天车的长板、小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、电线、天平(带一组砝码)、秤。(4)实验步骤(1)用天平分别以m0和M0测量小车和重物的重量，并记录数值。(2)安装如图4-2-2所示的实验设备(小车没有拴系)。图4-2-2，(3)平衡摩擦力，在板的无滑轮端垫一块薄板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后(纸带上相邻点之间的距离相等)，不吊重物的小车在斜面上匀速直线移动。(4)用绳子将重物绑在小车上，打开电源，松开小车，用纸带记录小车的运动；取下纸带，并在纸带上标记号码和此时悬挂的重物的重量m0g。(5)保持小车质量不变，改变待挂重物的重量，重复步骤(4)，并做更多的实验。每次小车从相同位置释放时，记录重量m1g，m2g，相应的纸带和重量。(6)保持施加在小车上的外力不变，给小车增加重量，测量小车的总质量M1和重量，接通电源，松开小车，用纸带记录小车的运动，取下纸带并在纸带上标记数字。(7)继续给小车增加重量，重复步骤(6)，做更多的实验，并在每次获得的纸带上标记数字。5.数据处理表2: f是常数，加速度和质量的关系，图4-2-3，(5)分析三个图像(a)、(b)和(c)并得出结论。6.注意事项(1)在平衡摩擦力时，不要悬挂重物。在整个实验中摩擦力达到平衡后，无论是圆盘和重物的质量发生变化，还是小车和重物的质量在未来发生变化，都没有必要再平衡摩擦力。(2)在实验中，小车的总质量和重量必须远大于小板的总质量和重量。(3)每次释放小车时，小车应靠近打点计时器，并在释放小车前打开。当小车靠近滑轮时，用手按住小车。(4)每个纸带上的加速度A应为该纸带上的平均加速度。(5)制作图像时，在直线上尽可能多地制作点，不在直线上的点应尽可能对称地分布在直线的两侧。远离直线的点是错误的数据，可以被丢弃而不被考虑。(1)在实验中，我们认为吊钩代码的重力等于汽车的合力。但是，有一个错误。只有当汽车质量大、钩重小、长板倾斜合理时，实验结果才理想。(2)质量测量和长度测量偶尔会有误差，可以通过多次测量取平均值来减少误差。(3)平衡摩擦不准确引起的误差。(4)绘图点有错误。(1)实验设计：让滑块在重物的拉力作用下做加速运动，记录滑块通过光电门的速度、重物的质量和两个光电门之间的距离。(2)保持滑块质量不变，并通过增加(或减少)重量来改变张力。重复实验3次。(3)数据分析：设计实验表，记录滑块质量不变时的实验数据，并进行分析。滑块质量m=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ kg，我们认为重量的重力等于滑块受到的拉力，但这是有条件的，即滑块质量远大于重量，滑块加速度不能太大。例1下面是“探索加速度与力和质量的关系”的实验过程：用天平测量小车的质量m和小平板的质量m；安装打点计时器；在小车上安装纸带；调整长板的倾斜度；加入适量的重量m1；保持台车质量恒定；探索加速度与力的关系；在保持小车拉力不变的情况下，探索加速度与质量的关系；(1)步骤的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)在步骤(4)中，需要小碟的总质量和重量(m m1) _ _ _ _ _ _台车质量m。(3)步骤5和6表明实验中使用的科学方法是_ _ _ _ _ _。(1)步骤(3)是平衡小车与纸板、纸带和打点计时器之间的摩擦力，使小车上的合力等于小盘的重力和重量。(2)在步骤(4)中，要求小碟的总质量(m m1)和重量远小于小碟的质量m。(3)实验采用控制变量法。回答(1)平衡摩擦力(2)远小于(3)控制变量法。图4-2-4，例2图4-2-4所示的装置用于“探索加速度与力和质量之间的关系”的实验。(1)本实验采用的实验方法为_ _ _ _ _ _。a .控制变量法b .假设法c .理想实验法(3)同学测量的加速度a和张力f的数据如表所示：(小车的质量保持不变)，以及(1)根据表中的数据在坐标图4-2-5上制作a-f图像。图4-2-5，(2)画线没有通过原点的原因可能是_ _ _ _ _ _。(3) (1)图中显示了自动对焦图像。(2)从A-F图像可以看出，当力为0.1N时，汽车没有移动，表明汽车上的摩擦力没有完全平衡。回答 (1) A (2) CD (3) (1)图见分析(2)不平衡摩擦或不平衡摩擦不足，例3在实验中的“例实验前，需要调整气垫导轨的底座，使其水平。如何使用现有设备来判断导轨是否水平？(2)为了使钩码的重力等于均匀加速滑块的力，钩码的质量m和滑块的质量m应该满足什么关系？(3)实验获得的数据如下表所示：m=0.004kgf=0.0392nx=0